多想少算第07讲 导数与函数 函数性质·对称与周期讲义-2027届高三数学一轮复习

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多想少算 · 导数与函数 第 07 讲 · 只看半个周期

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01  题眼

本讲只练一个动作

周期不用算,是两条对称“夹”出来的。有了周期,整条曲线就缩成半个周期:把大下标折回来,另一半不是镜像,就是取负。

对称与周期的题,条件往往只有一两句话,却要算到 这样的下标。很多人的第一反应是画图:画一个周期,再一格一格往右平移,数到第 2025 个。图画得越多,端点、符号、组数越容易乱。

本讲换一个顺序: 先由对称定周期,再只看半个周期 。两条对称(轴、中心,或一轴一心)的距离 一量,周期就出来了;周期一到手,一个周期被对称元素切成两半,后一半由前一半翻折或取负得到。命题人给出对称,是让你少画一半:看懂这一点, 与 就是同一个数。

02  识别

不是所有函数题都要先找对称。题面同时出现下面三个信号时,才把“折半”提到第一优先。

信号一 · 给了两条对称,却不问周期。 题面出现“图象关于直线 对称”“关于点 对称”,或给出 、 这样的式子。它没提周期,周期却已经在里面。

信号二 · 自变量下标很大。 求 ,求 ,比较 与 。大下标是“折回去”的邀请:先减掉整数个周期,再谈数值。

信号三 · 半周期内单调。 题目给出“在 上单调递增(减)”,而 的长度恰好是半个周期。这时折进 ,大小关系立刻可见。只给一条对称、又没有周期,就只能翻折、不能平移。

图 1: 两条对称轴之间是半个周期,后一半是前一半的镜像

动笔前的 30 秒

第 1 步 数对称:是轴还是中心,两条之间距离 是多少。

第 2 步 套周期:两轴或两心,;一轴一心,。

第 3 步 折下标:大下标减整数个 ;需要时再减半个周期,并按对称取负或翻折。

第 4 步 落区间:确认折回去的数落在题目给的区间里;不在,就再用一次对称轴。

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03  双解对照

下面这道题把“奇函数”和“对称轴”放在一起。奇偶管“翻”,轴也管“翻”;两次翻折合起来,就是半个周期取负。

例题 · 一条轴,一个奇函数

已知 是定义在 上的奇函数,图象关于直线 对称,且当 时 。求

先把题面里的免费信息读出来。 ,与奇函数的 对得上;。奇函数把 [0,1] 翻到 [−1,0],对称轴 把 [0,1] 翻到 [1,2]。于是 [0,2] 这半个周期已经完全确定,剩下的只是平移与取负。

常规解 · 算:逐段求解析式

由奇函数,;由对称轴 ,。两式合起来:

所以 ,4 是周期。

接下来把另外三段解析式都写出来。 时 :

时 :

时 ,代上一段:

四段凑齐,再取一个周期的四个值:,,,,一个周期的和为 0。由 ,前 2024 项是 506 个整周期,剩下 。答案是 1。

这条路每一步都不难,代价在“写三段”:每段都要判断自变量落在哪一区间、代换后符号是正是负、端点归哪一段。

 停一下。下一页,三段解析式一段也不写。

少算解 · 想:半周期取负,两两抵消

第一步,只推一条关系。 奇函数加对称轴,一步就够:

这就是“半个周期取负”:自变量前进 2,函数值变号。周期自然是 。

第二步,把和式按半周期配对。 由 ,相隔 2 的两项相加为零:

从 1 到 2024 共 2024 项,恰好配成 1012 对,每对的和都是 0。所以

第三步,只算剩下的那一项。 ,而 4 是周期,所以 。相加得答案 1。

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